Geruchsimmissionen. Gutachten zum Bau einer Biogasanlage Loxstedt am Standort Gemarkung Loxstedt Flur 3; Flurstück 92/1. - Landkreis Cuxhaven -

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1 Geruchsimmissionen Gutachten zum Bau einer Biogasanlage in Loxstedt am Standort Gemarkung Loxstedt Flur 3; Flurstück 92/1 - Landkreis Cuxhaven - im Auftrag von Herrn Hartmut Schröder Wesermünder Straße Beverstedt- Heerstedt Tel / 1010 Ingenieurbüro Prof. Dr. Oldenburg Immissionsprognosen Umweltverträglichkeitsstudien Landschaftsplanung Beratung und Planung in Lüftungstechnik und Abluftreinigung Bearbeiter: Dr. sc. agr. Bernd von Essen Bernd.vonEssen@ing-oldenburg.de Prof. Dr. sc. agr. Jörg Oldenburg Von der Industrie- und Handelskammer zu Neubrandenburg öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Emissionen und Immissionen sowie Technik in der Innenwirtschaft (Lüftungstechnik von Stallanlagen) Büro Niedersachsen: Dorfstraße Oederquart Büro Mecklenburg-Vorpommern: Rittermannshagen 35 Dorfstraße Faulenrost Oederquart Tel Fax Tel Fax Gutachten Januar 2011

2 Inhaltsverzeichnis Seite 1 Problemstellung 2 2 Aufgabe 2 3 Vorgehen 3 4 Das Vorhaben Die Biogasanlage Schröder Das weitere betriebliche Umfeld 5 5 Emissionen und Immissionen Ausbreitungsrechnung Winddaten Rechengebiet Bodenrauhigkeit Geruchsquellen Emissionsdaten Zulässige Häufigkeit von Geruchsimmissionen Beurteilung der Immissionshäufigkeiten 15 6 Zusammenfassende Beurteilung 17 7 Verwendete Unterlagen 18 8 Anhang Parameterdatei 19 1

3 1 Problemstellung Herr Hartmut Schröder plant im nordwestlichen Außenbereich der Gemeinde Loxstedt den Bau einer Biogasanlage. In ca. 750 m Entfernung östlich der geplanten Biogasanlage Schröder beginnt die Wohnbebauung der Gemeinde Bexhövede. Abb.1: Standort des Bauvorhabens von Herrn Hartmut Schröder in Heerstedt- Loxstedt. Die aus der geplanten Biogasanlage und aus anderen Quellen (Ställe etc.) austretenden Gerüche werden mit der Luft verfrachtet und können im Umfeld des Vorhabens zu Belästigungen führen. Es gilt, den möglichen geruchlichen Zustand der geplanten Anlage zu analysieren und festzustellen, wie sich die aus der Anlage zu erwartenden Gerüche auf das Umfeld auswirken können. 2 Aufgabe Es soll gutachtlich Stellung genommen werden zu den Fragen: 1. Gibt es weitere Emissionsverursacher? 2. Ist die Anlage unter den gegebenen Annahmen genehmigungsfähig? 3. Unter welchen technischen Voraussetzungen ist die Anlage evtl. genehmigungsfähig? 2

4 3 Vorgehen 1. Die Ortsbesichtigung des Umfeldes des Vorhabens erfolgte am 21. April 2010 durch die Herren Dipl.-Ing. agr. (FH) Kai Kühlcke-Schmoldt und Dr. sc. agr. Bernd von Essen vom Ingenieurbüro Oldenburg. Mit Herrn Schröder wurde das Vorhaben besprochen. Die diesbezüglichen Aussagen von Herrn Schröder und die von ihm sowie die von der Firma MT Energie zur Verfügung gestellten Unterlagen sind Grundlage dieses Gutachtens. 2. Aus dem Umfang der Emissionsquellen, der technischen Ausstattung der Anlagen und Lagerstätten und den transmissionsrelevanten Randbedingungen ergibt sich die Geruchsschwellenentfernung. Im Bereich der Geruchsschwellenentfernung ist ausgehend von den Emissionsquellen bei entsprechender Windrichtung und Windgeschwindigkeit mit Gerüchen zu rechnen. 3. Die Bewertung der Immissionshäufigkeiten für Geruch wurde im Sinne der Geruchs- Immissions-Richtlinie des Landes Niedersachsen vom in der Fassung der Länder-Arbeitsgemeinschaft-Immissionsschutz vom 29. Februar 2008 und der Ergänzung vom 10. September 2008 mit dem von den Landesbehörden der Bundesländer empfohlenen Berechnungsprogramm AUSTAL2000 austal_g Version mit der Bedienungsoberfläche P&K TAL2K, Version auf Basis der entsprechenden Ausbreitungsklassenstatistik nach KLUG/MANIER vom Deutschen Wetterdienst vorgenommen. 4 Das Vorhaben Herr Hartmut Schröder beabsichtigt in der Gemeinde Loxstedt eine Biogasanlage mit entsprechenden Nebenanlagen und einer elektrischen Leistung von kw el zu errichten. Zusätzlich soll in ca m Entfernung auf dem Gelände einer Gärtnerei ein Satelliten- BHKW mit einer Leistung von zunächst 350 kw el später 500 kw el aufgestellt werden. Die anfallende Wärme ist für die Beheizung der vorhandenen Gewächshäuser vorgesehen. Der Bau soll in zwei Ausbauschritten erfolgen. In der ersten Ausbaustufe sollen jährlich neben nachwachsenden Rohstoffen (Maissilage t und Grassilage 200 t) Tonnen Rindergülle, 300 Tonnen Rinderfestmist und 500 t Putenmist vergoren werden. Im Blockheizkraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 190 kw el wird das erzeugte Gas verfeuert (d.h. von chemischer in mechanische Energie und Abwärme umgewandelt) und damit in elektrische und thermische Energie umgewandelt. Der annähernd kontinuierlich erzeugte Strom wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist; ein Teil der anfallenden Wärme wird als Prozessenergie in der Anlage für die Beheizung der Fermenter verbraucht. 3

5 Nachfolgend wird die Biogasanlage in der Endausbaustufe betrachtet und bewertet. Das Abgas der BHKWs wird über Kamine in einer Höhe von 10,5 m über Grund vertikal abgeführt. 4.1 Die geplante Biogasanlage Schröder Die Zuordnung zu den einzelnen Betriebseinheiten siehe Abb. 2, Seite 5. 1) Fermenter für 1. Ausbaustufe; Höhe über Grund 6 m; Durchmesser 23 m; sogenannte gasdichte Abdeckung (Gasspeicher). Daher sind hier keine nennenswerten Emissionen zu erwarten. 2) Nachgärbehälter für 1. Ausbaustufe; Höhe über Grund 6 m; Durchmesser 23 m; sogenannte gasdichte Abdeckung (Gasspeicher). Daher sind hier keine nennenswerten Emissionen zu erwarten. 3) Gärproduktelager für 1. Ausbaustufe; Höhe 8 m über Grund; Durchmesser 30 m; sogenannte gasdichte Abdeckung (Gasspeicher). Daher sind hier keine nennenswerten Emissionen zu erwarten. 4) Annahmebehälter für Gülle; Höhe 4 m über Grund; Durchmesser 10 m; sogenannte gasdichte Abdeckung. Daher sind hier keine nennenswerten Emissionen zu erwarten. 5) Befüll- und Abtankplatz; Potenzial für Emissionen gering, als Quelle für Gerüche über den Platzgeruch erfasst. 6) Blockheizkraftwerk für 1. Ausbaustufe; 190 kw el ; spätere Leistung 500 kw el, Abluftführung über Kamin mit einer Austrittshöhe von 10,5 m. 7) Blockheizkraftwerk für 2. Ausbaustufe; Leistung 500 kw el, Abluftführung über Kamin mit einer Austrittshöhe von 10,5 m. 8) Mehrzweckhalle. 9) Gärproduktelager für 2. Ausbaustufe; Höhe 8 m über Grund; Durchmesser 30 m sogenannte gasdichte Abdeckung (Gasspeicher). Daher sind hier keine nennenswerten Emissionen zu erwarten. 10) Fermenter für 2. Ausbaustufe; Höhe über Grund 6 m; Durchmesser 23; sogenannte gasdichte Abdeckung (Gasspeicher). Daher sind hier keine nennenswerten Emissionen zu erwarten. 11) Feststoffeintrag für die 1. Ausbaustufe: Aligator 57 m³. 12) Feststoffeintrag für die 2. Ausbaustufe: Aligator 57 m³. 13) Silagelage- und Festmistlagerfläche (2.000 m² und m²) 1. Ausbaustufe. 14) Silagelagerfläche 2. Ausbaustufe. 4

6 Abb. 2: Lage- und Gebäudeplan des landwirtschaftlichen Betriebes Schröder sowie der geplanten Biogasanlage in Loxstedt M 1 : ~3.000 Weitere als die hier dargestellten Bauvorhaben sind derzeit nicht geplant. 4.2 Das weitere betriebliche Umfeld Die Biogasanlage Schröder befindet sich im nordöstlichen Außenbereich von Loxstedt. Die nächste nicht landwirtschaftliche Wohnbebauung befindet sich östlich in ca. 700 m Entfernung zur Biogasanlage (Bebauung in Bexhövede); in ca. 900 m Entfernung beginnt die Wohnbebauung der Gemeinde Loxstedt. In ca. 200 m nordnordöstlicher Entfernung vom geplanten Anlagenstandort befindet sich ein nicht landwirtschaftliches Wohnhaus (Monitorpunkt 7). Das direkte nähere und weitere Umfeld der Biogasanlage wird ansonsten ausschließlich landwirtschaftlich genutzt. Ca. 400 m nordöstlich der Biogasanlage befindet sich der landwirtschaftliche Betrieb von Herrn Stefan Schröder, auf dem Milchkühe und Rinder gehalten werden (siehe auch Abb.:1, Seite 2). 5

7 5 Emissionen und Immissionen Gerüche treten an Biogasanlagen und in Stallanlagen in unterschiedlicher Ausprägung aus drei verschiedenen Quellen aus: je nach Betriebstechnik aus der Biogasanlage und dem Stall selbst, aus der Rohstoff- und Reststofflagerung (Silage, Rohstoffannahme, Gülle) und während des Ausbringens von Gärresten der Biogasanlage. Bei der Vergärung von nachwachsenden Rohstoffen (NaWaRo) entsteht ein ausgefaulter Gärrest, der dann als wirtschaftseigenes Düngemittel auf landwirtschaftliche Nutzflächen ausgebracht wird. Auf die Emissionen während der Substratausbringung wird im Folgenden wegen ihrer geringen Häufigkeit und der wechselnden Ausbringflächen bei der Berechnung der Immissionshäufigkeiten nicht eingegangen. Die Substratausbringung ist wie die Gülle- und Mistausbringung kein Bestandteil einer Baugenehmigung und war bisher auch nicht Bestandteil von immissionsrechtlichen Genehmigungsverfahren, obwohl allgemein über diese Geruchsquellen immer wieder Beschwerden geäußert werden. Die Lästigkeit z.b. begüllter Felder ist kurzfristig groß, die daraus resultierende Immissionshäufigkeit (als Maß für die Zumutbar-, resp. Unzumutbarkeit einer Immission) in der Regel jedoch vernachlässigbar gering. Auch sieht die GIRL eine Betrachtung der Geruchsemissionen aus landwirtschaftlichen Düngemaßnahmen ausdrücklich nicht vor (siehe Ziff. 3.1 und der Geruchs-Immissions-Richtlinie GIRL), dies vor allem wegen der Problematik der Abgrenzbarkeit zu anderen Betrieben. Erfahrungsgemäß ist das Geruchsemissionspotential von ausgefaulten Gärsubstraten aus nachwachsenden Rohstoffen deutlich geringer (bis vernachlässigbar gering) als die Geruchsemissionen von Rohgülle und Festmist. Die vollständige Vergärung der NaWaRos führt zu einer Veränderung der Emissionspotentiale. Im Auftrag der Farmatic Biotech Energy AG in Nortorf hat die ECOMA GmbH in Honigsee bei Kiel Untersuchungen zur Emissions- und Immissionsminderung beim Ausbringen ausgegaster Gülle aus einer Biogasanlage auf landwirtschaftliche Nutzflächen durchgeführt (Berichtsnr.: 5204/2002 vom 15. Februar 2002): Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass für das Ausbringen der Gülle neben der etwa zehnfach geringeren Emission (Geruchsstoffkonzentration) auch noch eine außerordentliche Verbesserung der Geruchsqualität durch die Fermentierung in einer Biogasanlage entsteht. Beide Effekte zusammen ergeben nach einer überschlägigen Schätzung, dass beim Aufbringen von 100 m³ Rohgülle auf landwirtschaftliche Nutzflächen mit einer ebenso unangenehmen Wirkung im Immissionsbereich zu rechnen ist wie beim Aufbringen von m³ ausgegaster Gülle aus einer Biogasanlage, in der neben Gülle auch noch 20 bis 25 % Abfälle (Anmerkung: die i.d.r. kritischer zu betrachten sind als NaWaRos) verarbeitet werden. Unberücksichtigt ist dabei noch das extrem schnelle Abklingen der Emissionen nach dem Aus- 6

8 bringen der ausgegasten Gülle. Wird das mit einbezogen, könnte das bedeuten, dass beim Ausbringen ausgegaster Gülle auch in vergleichsweise geringen Abständen von der Wohnbebauung die Immissionen vernachlässigbar werden gegenüber dem Ausbringen von Rohgülle, vorausgesetzt, es wird nur Biogasgülle in der Region ausgebracht.... Das Geruchs-Emissionspotential einer Anlage äußert sich in einer leeseitig auftretenden Geruchsschwellenentfernung. Gerüche aus der betreffenden Anlage können bis zu diesem Abstand von der Anlage, ergo bis zum Unterschreiten der Geruchsschwelle, wahrgenommen werden. 1. Die Geruchsschwelle ist die kleinste Konzentration eines gasförmigen Stoffes oder eines Stoffgemisches, bei der die menschliche Nase einen Geruch wahrnimmt. Die Meßmethode der Wahl auf dieser Grundlage ist die Olfaktometrie (siehe DIN EN ). Hierbei wird die Geruchsstoffkonzentration an einem Olfaktometer (welches die geruchsbelastete Luft definiert mit geruchsfreier Luft verdünnt) in Geruchseinheiten ermittelt. Eine Geruchseinheit ist als mittlere Geruchsschwelle definiert, bei der 50 % der geschulten Probanden einen Geruchseindruck haben (mit diesem mathematischen Mittel wird gearbeitet, um mögliche Hyper- und Hyposensibilitäten von einzelnen Anwohnern egalisieren zu können). Die bei einer Geruchsprobe festgestellte Geruchsstoffkonzentration in Geruchseinheiten (GE/m 3 ) ist das jeweils Vielfache der Geruchsschwelle. 2. Die Geruchsschwellenentfernung ist nach VDI Richtlinie 3940 definitionsgemäß diejenige Entfernung, in der die anlagentypische Geruchsqualität von einem geschulten Probandenteam noch in 10 % der Messzeit wahrgenommen wird. 3. Die Geruchsemission einer Anlage wird durch die Angabe des Emissionsmassenstromes quantifiziert. Der Emissionsmassenstrom in Geruchseinheiten (GE) je Zeiteinheit (z.b. GE/s oder in Mega-GE je Stunde: MGE/h) stellt das mathematische Produkt aus der Geruchsstoffkonzentration (GE/m 3 ) und dem Abluft- resp. Abgasvolumenstrom (z.b. in m 3 /h oder Norm-m³/h) dar. Die Erfassung des Abluftvolumenstromes ist jedoch nur bei sog. "gefassten Quellen", d.h. solchen mit definierten Abluftströmen, z.b. durch Ventilatoren, möglich. Bei diffusen Quellen, deren Emissionsmassenstrom vor allem auch durch den gerade vorherrschenden Wind beeinflusst wird, ist eine exakte Erfassung des Abluftvolumenstromes methodisch nicht möglich. Hier kann jedoch aus einer bekannten Geruchsschwellenentfernung durch Beachtung der bei der Erfassung der Geruchsschwellenentfernung vorhandenen Wetterbedingungen über eine Ausbreitungsrechnung auf den kalkulatorischen Emissionsmassenstrom zurückgerechnet werden. Typische Fälle sind Gerüche aus offenen Gärrestelagern. 7

9 Die Immissionsbeurteilung erfolgt anhand der Immissionshäufigkeiten nicht ekelerregender Gerüche. Emissionen aus der nachhaltigen Vergärung von nachwachsenden Rohstoffen in einer Biogasanlage der hier beschriebenen Form gelten in der Regel nicht als ekelerregend. Das Beurteilungsverfahren läuft in drei Schritten ab: 1. Es wird geklärt, ob es im Bereich der nächsten Immissionsorte (Wohnhäuser) aufgrund der Emissionspotentiale der vorhandenen und der geplanten Geruchsverursacher zu Geruchsimmissionen kommen kann. Im landwirtschaftlichen Bereich werden hierfür neben anderen Literaturstellen, in denen Geruchsschwellenentfernungen für bekannte Stallsysteme genannt werden, die VDI-Richtlinien 3471, 3472 und 3473 eingesetzt. Bei in der Literatur nicht bekannten Emissionsquellen werden entsprechende Messungen notwendig. 2. Falls im Bereich der vorhandenen Immissionsorte nach Schritt 1 Geruchsimmissionen zu erwarten sind, wird in der Regel mit Hilfe mathematischer Modelle unter Berücksichtigung repräsentativer Winddaten berechnet, mit welchen Immissionshäufigkeiten zu rechnen ist (Vor-, Zusatz- und Gesamtbelastung). Die Geruchsimmissionshäufigkeit und -stärke im Umfeld einer emittierenden Quelle ergibt sich aus dem Emissionsmassenstrom (Stärke, zeitliche Verteilung), den Abgabebedingungen in die Atmosphäre (z.b. Kaminhöhe, Abluftgeschwindigkeit) und den vorherrschenden Windverhältnissen (Richtungsverteilung, Stärke, Turbulenzgrade). 3. Die errechneten Immissionshäufigkeiten werden an Hand gesetzlicher Grenzwerte und anderer Beurteilungsparameter hinsichtlich ihres Belästigungspotentiales bewertet. 5.1 Ausbreitungsrechnung Die Immissionsprognose zur Ermittlung der zu erwartenden Geruchsimmissionen im Umfeld eines Vorhabens basiert 1. auf angenommenen Emissionsmassenströmen (aus der Literatur, unveröffentlichte eigene Messwerte, Umrechnungen aus Geruchsschwellenentfernungen vergleichbarer Projekte usw.. Falls keine vergleichbaren Messwerte vorliegen, werden Emissionsmessungen notwendig) und 2. der Einbeziehung einer Ausbreitungsklassenstatistik (AKS) für Wind nach KLUG/MANIER vom Deutschen Wetterdienst (DWD). Da solche Ausbreitungsklassenstatistiken, die in der Regel ein 10-jähriges Mittel darstellen, nur mit einem auch für den DWD relativ hohen Mess- und Auswertungsaufwand zu erstellen sind, existieren solche AKS nur für relativ wenige Standorte. 8

10 5.1.1 Winddaten Die am Standort vorherrschenden Winde verfrachten die an den Emissionsorten entstehenden Geruchsstoffe in die Nachbarschaft. In der Regel gibt es für den jeweils zu betrachtenden Standort keine rechentechnisch verwertbaren statistisch abgesicherten Winddaten. Damit kommt im Rahmen einer Immissionsprognose der Auswahl der an unterschiedlichen Referenzstandorten vorliegenden am ehesten geeigneten Winddaten eine entsprechende Bedeutung zu. Abb. 3: Häufigkeitsverteilung der Winde am Standort Bremen (10-Jahres-Mittel von 1999 bis 2008) Auf Grund von in der Region bereits durchgeführten Qualifizierten Prüfungen (QPR) der Übertragbarkeit einer Ausbreitungsklassenstatistik; hier der Standort Lunestedt in ca. 8,5 km Entfernung, erscheint auch in diesem Fall die Verwendung der AKS Bremen als plausibel. Wie in der Norddeutschen Tiefebene allgemein üblich, so stellt die Windrichtung Südwest das primäre Maximum und die Windrichtung Nord das Minimum dar. Die Verfrachtung der Emissionen erfolgt daher am häufigsten in Richtung Nordost (siehe Abb. 3). Es wurde im Folgenden mit dem 10-Jahres-Mittel von 1999 bis 2008 gerechnet. Nach Aussagen des DWD sind die Differenzen der Windverhältnisse zwischen einzelnen Jahren zum Teil erheblich, die Dekadenmittelwerte variieren jedoch kaum. 9

11 5.1.2 Rechengebiet Das Rechengebiet für eine Emissionsquelle ist laut TA-Luft 2002 das Innere eines Kreises um den Ort der Quelle, dessen Radius das 50 fache der Schornsteinbauhöhe ist. Im vorliegenden Fall ist die maximale Quellhöhe 7 m. Zur Betrachtung des relevanten Gebietes wurde um den zentralen Emissionsschwerpunkt mit den Koordinaten (Rechtswert) und (Hochwert) ein Rechengitter mit einer Maschenweite von 10,0 m und einer Ausdehnung von m x m gelegt. Aus hiesiger Sicht sind Raster mit einem Maß von 10,0 m x 10,0 m bei den gegebenen Abständen zwischen Quellen und Immissionsorten ausreichend, um die Immissionsmaxima mit hinreichender Sicherheit zu bestimmen Bodenrauhigkeit Die Bodenrauhigkeit des Geländes wird durch eine mittlere Rauhigkeitslänge z 0 bei der Ausbreitungsrechnung durch das Programm austal2000 berücksichtigt. Sie ist aus den Landnutzungsklassen des CORINE-Katasters (vgl. Tabelle 14 Anhang 3 TA-Luft 2002) zu bestimmen. Die Rauhigkeitslänge ist für ein kreisförmiges Gebiet um den Schornstein festzulegen, dessen Radius das 10fache der Bauhöhe des Schornsteines beträgt. Setzt sich dieses Gebiet aus Flächenstücken mit unterschiedlicher Bodenrauhigkeit zusammen, so ist eine mittlere Rauhigkeitslänge durch arithmetische Mittelung mit Wichtung entsprechend dem jeweiligen Flächenanteil zu bestimmen und anschließend auf den nächstlegenden Tabellenwert zu runden. Die Berücksichtigung der Bodenrauhigkeit erfolgt i.d.r. automatisch mit der an das Programm austal2000 angegliederten, auf den Daten des Corinekatasters 2000 basierenden Software. Es ist zu prüfen, ob sich die Landnutzung seit Erhebung des Katasters wesentlich geändert hat oder eine für die Immissionsprognose wesentliche Änderung zu erwarten ist. Im vorliegenden Fall wurde durch das Programm eine mittlere Rauhigkeitslänge von 0,05 m ermittelt. Im Hinblick auf die Lage des Vorhabens und der geplanten Bebauung erscheint diese Rauhigkeitslänge als zu gering. Die Rauhigkeitslänge wurde daher auf 0,1 m gesetzt Geruchsquellen An einer Biogasanlage in der hier vorhandenen und geplanten Form entstehen Geruchsemissionen durch die Abgase der BHKWs (Nr. 6 u. 7, in Abb. 2), im Bereich der Fahrsilos (Nr. 13 u. 14) und im Bereich der Feststoffannahme (Quelle Nr. 11 u. 12). Zusätzlich wird der sogenannte Platzgeruch eingerechnet, der die unvermeidbaren Silagereste auf der Anlage darstellt. 10

12 Alle übrigen potentiellen Geruchsquellen sind so klein, dass die von dort stammenden Gerüche außerhalb des Betriebsgeländes im Regelfall nicht wahrgenommen werden, wie z.b. möglicherweise leicht verschmutzte innerbetriebliche Fahrwege oder Gasverluste durch Diffusion aus den Gasblasen oder Gerüche aus den Foliengasspeichern. Es werden BHKW-Module mit Gas-Otto-Motoren eingesetzt. Ein Gasmotor verbrennt ausschließlich Biogas und verursacht auch ausschließlich entsprechende Abgasqualitäten, während bei einem Zündstrahlmotor, der im Aufbau weitestgehend einem Dieselmotor entspricht, zum Start des Motors ausschließlich Dieselkraftstoff und während des Betriebes eine kleine Menge Dieselkraftstoff zum Erhalt mindestens der Leerlaufdrehzahl eingesetzt wird. Der für die Nettoabgabeleistung des Motors benötigte Kraftstoff wird in einem Zündstrahlmotor durch entsprechende Biogasmengen zugeführt. Im Falle vorhandenen Anlage werden ausschließlich nachwachsende Rohstoffe (Mais- und Grassilage) sowie hofeigene Rindergülle, Rinderfestmist und Putenmist vergoren. Die Daten über Geruchsstoffkonzentrationen im Abgas von Biogasanlagen die mittels eines Gasmotors das Biogas in elektrische Energie und Wärme umwandeln, in denen tierische Exkremente und NAWAROs vergoren werden, sind der Publikation der Schriftenreihe des Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie Sachsen, Heft 35/2008, MOCZIGEMBA et al.., entnommen: Es wird im Folgenden von Geruchsstoffkonzentrationen im Abgas des Gas-Otto-Motor-BHKW im Normalbetrieb in Höhe von GE/m 3 ausgegangen, weiterhin wird von einer Emissionszeit von 100 % ausgegangen. Dies ist eine worst case-annahme und sicher auch im Sinne des Anlagenbetreibers; nur so kann ständig unter Volllast elektrischer Strom produziert werden. Tatsächlich wird die Gas- 11

13 ausbeute je nach Qualität der eingebrachten Rohstoffe resp. Substrate und Anlagenführung im Jahresmittel immer geringer sein als maximal möglich. In letzter Konsequenz werden der Abgasvolumenstrom des BHKW-Moduls und damit auch der Emissionsmassenstrom immer unter dem maximal möglichen Werten liegen. Für Maissilage sind spezifische Emissionswerte in Geruchseinheiten je m² Lageroberfläche und Zeiteinheit in der Literatur vorhanden Emissionsdaten Tabelle 1: Quelle Nach 2) Quelle Kapitel 4 1) Liste der Quellen der Ausgangsdaten Basis Die Biogasanlage Schröder: 11 Oberfläche m² - Stärke 4.2) Koordinaten 5) Belästigung Spezifische Emission 4.1) Winkel sfaktor x y z L B 6) - GE/sec (m) (m) (m) (m) (m) ( ) GE/m² , ,0 10 Abluft- Volumen 7) m 3 /sec Feststoffannahme Feststoffannahme Festmist/Mais silage Mais/Gras BGA Platzgeruch , , , , , ,0 **) , , Leistung GE/m³ 6 BHKW 500 kw el , ,0 0,61 7 BHKW 500 kw el , ,0 0,61 Quelle Nach 2) Quelle Kapitel 4 1) Basis Der Nachbarbetrieb Torsten Schröder: - Stärke 4.2) Koordinaten 5) Belästigung Spezifische Emission 4.1) Winkel sfaktor x y z L B 6) - GE/sec (m) (m) (m) (m) (m) ( ) Abluft- Volumen 7) m 3 /sec GV 3) GE/s*GV Ri ,8 8,5-85 MK ,5 Gewichtsbereich Oberfläche m² GE/m² ,8-60,7 0,5 5,9 - Gülle ,9 1, Silage 40-4, ,7 1,0 10 Legende s. S

14 Legende: 1) Quellenbezeichnung nach Kapitel 4. 2) Legende: BHKW = Blockheizkraftwerk; JR = Jungrinder, MK = Milchkühe. 3) GV = Großvieheinheit, entsprechend 500 kg Lebendgewicht. 4.1) Spezifische Emission in Geruchseinheiten. 4.2) Angegeben als mittlere Emissionsstärke in Geruchseinheiten je Sekunde (GE/sec). 5) Die Werte beziehen sich auf ein fiktives, genordetes Koordinatenkreuz, dessen Mittelpunkt (0/0) sich in der Nähe des Hofmittelpunktes des Betriebes Schröder befindet. 6) Zugeordneter Belästigungsfaktor lt. GIRL Erlass vom 23. Juli ) Geschätzter mittlerer Abluftvolumenstrom der einzelnen Quellen. Da jedoch bei allen Quellen mit einer Abluftaustrittshöhe von unter 10 m ü.g. ohne thermischen Auftrieb gerechnet wird (im Sinne einer worst case-annahme), hat die Angabe des Abluftvolumenstromes für diese Quellen informativen Charakter, jedoch keine Auswirkungen auf das Berechnungsergebnis: Würde der thermische Auftrieb der Abluftfahne mit in die Berechnung einfließen, käme es wegen der Berücksichtigung des Abluftvolumenstromes mit der kinetischen Energie der Abluftfahne zu geringeren Immissionswerten. Für die Abgase der BHKWs wurde eine Abgastemperatur von 180 Celsius angenommen (ohne Verwendung eines Wärmetauschers ist von einer Abgastemperatur von 550 Celsius auszugehen). 8) Emissionsfaktor der Immissionsschutzrechtliche Regelung zu Rinderanlagen des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft (siehe Heidenreich et al.., 2008) vom März 2008 in GE/s und m² (im Mittel 6 GE/s*m 2 bei Grassilage, 3 GE/s*m 2 bei Maissilage und 4,5 GE/s*m 2 bei gleichzeitigem Vorhandensein von Gras- und Maissilage, Festmist 2 GE/s*m², für Gülle mit Schwimmschicht 1 GE/s*m²). *) Im Sinne einer worst-case-annahme wird angenommen, dass die gesamte Abluft der Gasaufbereitung einen Geruchswert wie die Abgase eines BHKW hat. **) Als Platzgeruch wird die halbe Anschnittfläche der Silage berücksichtigt. Entscheidend für die Ausbreitung der Emissionen ist die Form und Größe der Quelle. Die TA- Luft 2002 gibt im Rahmen der Ausbreitungsrechnung mit dem Programm austal2000 bei der Parametrisierung der (Ersatz-) Quellen die Möglichkeit, den ungestörten Abtransport der Emissionen mit der freien Luftströmung darzustellen. Die hierfür erforderlichen Rahmenbedingungen werden unter Kapitel sowie Anhang 3 Punkt 10 der TA-Luft 2002 wie folgt formuliert: - eine Abluftaustrittshöhe des Schornsteins von mindestens 10 m über Flur - eine den Dachfirst um 3 m überragende Kaminhöhe - ein mindestens in 1,7-facher Gebäudehöhe liegender Abluftaustritt Wenn die zuvor genannten Bedingungen nicht erfüllt werden können, der Abluftaustritt aber mindestens dem 1,2-fachen der Höhe des Dachfirstes entspricht, besteht die Möglichkeit, Verwirbelungen im Lee des Gebäudes näherungsweise mit einer Ersatzquelle mit der halben Gebäudehöhe zu beschreiben. Entsprechend der Publikation des Landesumweltamtes Nordrhein-Westfalen (2006) beginnt die Ersatzquelle in Höhe der halben Gebäudehöhe und erstreckt sich nochmals um den Wert der halben Gebäudehöhe in die Vertikale. Werden diese Bedingungen ebenfalls nicht erfüllt, so wird eine stehende Linienquelle über die gesamte Gebäudehöhe mit Basis auf dem Boden eingesetzt. Durch diese Vorgehensweise können Verwirbelungen im Lee des Gebäudes näherungsweise berücksichtigt werden (vgl. hierzu SCHRÖDER et al., 2003). Die nachfolgenden Ergebnisse wurden unter Berücksichtigung der o.g. Daten erzielt. 13

15 5.2 Zulässige Häufigkeit von Geruchsimmissionen Die Immissionshäufigkeit wird als Wahrnehmungshäufigkeit berechnet. Die Wahrnehmungshäufigkeit berücksichtigt das Wahrnehmungsverhalten von Menschen, die sich nicht auf die Geruchswahrnehmung konzentrieren, ergo dem typischen Anwohner (im Gegensatz zu z.b. Probanden in einer Messsituation, die Gerüche bewusst detektieren). So werden singuläre Geruchsereignisse, die in einer bestimmten Reihenfolge auftreten, von Menschen unbewusst in der Regel tatsächlich als durchgehendes Dauerereignis wahrgenommen. Die Wahrnehmungshäufigkeit trägt diesem Wahrnehmungsverhalten Rechnung, in dem eine Wahrnehmungsstunde bereits erreicht wird, wenn es in mindestens 6 Minuten pro Stunde zu einer berechneten Überschreitung einer Immissionskonzentration von 1 Geruchseinheit je Kubikmeter Luft kommt (aufgrund der in der Regel nicht laminaren Luftströmungen entstehen insbesondere im Randbereich einer Geruchsfahne unregelmäßige Fluktuationen der Geruchsstoffkonzentrationen, wodurch wiederum Gerüche an den Aufenthaltsorten von Menschen in wechselnden Konzentrationen oder alternierend auftreten). Die Wahrnehmungshäufigkeit unterscheidet sich damit von der Immissionshäufigkeit in Echtzeit, bei der nur die Zeitanteile gewertet werden, in denen tatsächlich auch Geruch auftritt und wahrnehmbar ist. In diesem Zusammenhang ist ergänzend anzumerken, dass ein dauerhaft vorkommender Geruch unabhängig von seiner Art oder Konzentration von Menschen nicht wahrgenommen werden kann, auch nicht, wenn man sich auf diesen Geruch konzentriert: Ein typisches Beispiel für dieses Phänomen ist der Geruch der eigenen Wohnung, den man in der Regel nur wahrnimmt, wenn man diese längere Zeit, z.b. während eines externen Urlaubes, nicht betreten hat. Dieser Gewöhnungseffekt tritt oft schon nach wenigen Minuten bis maximal einer halben Stunde ein, z.b. beim Betreten eines rauch- und alkoholgeschwängerten Lokales oder einer spezifisch riechenden Fabrikationsanlage. Je vertrauter ein Geruch ist, desto schneller kann er bei einer Dauerdeposition nicht mehr wahrgenommen werden. Unter Berücksichtigung der kritischen Windgeschwindigkeiten, dies sind Windgeschwindigkeiten im wesentlichen unter 2 m/sec, bei denen überwiegend laminare Strömungen mit geringer Luftvermischung auftreten (Gerüche werden dann sehr weit in höheren Konzentrationen fortgetragen -vornehmlich in den Morgen- und Abendstunden-), und der kritischen Windrichtungen treten potentielle Geruchsimmissionen an einem bestimmten Punkt innerhalb der Geruchsschwellenentfernung einer Geruchsquelle nur in einem Bruchteil der Jahresstunden auf. Bei höheren Windgeschwindigkeiten kommt es in Abhängigkeit von Bebauung und Bewuchs verstärkt zu Turbulenzen. Luftfremde Stoffe werden dann schneller mit der Luft vermischt, wodurch sich auch die Geruchsschwellenentfernungen drastisch verkürzen. Bei diffusen 14

16 Quellen, die dem Wind direkt zugänglich sind, kommt es durch den intensiveren Stoffaustausch bei höheren Luftgeschwindigkeiten allerdings zu vermehrten Emissionen, so z.b. bei nicht abgedeckten Gärrestelagern ohne Schwimmdecke und Silageanschnittflächen, mit der Folge größerer Geruchsschwellenentfernungen bei höheren Windgeschwindigkeiten. Die diffusen Quellen erreichen ihre maximalen Geruchsschwellenentfernungen im Gegensatz zu windunabhängigen Quellen bei hohen Windgeschwindigkeiten. In landwirtschaftlich geprägten Dorfgebieten und Gewerbegebieten darf nach der GIRL des Landes Niedersachsen eine maximale Immissionshäufigkeit von 15 % der Jahresstunden bei 1 Geruchseinheit (GE) nicht überschritten werden; bei Wohn- und Mischgebieten sind bis zu 10 % der Jahresstunden tolerierbar. Andernfalls handelt es sich um erheblich belästigende Gerüche. Im Außenbereich gelten bei einer entsprechenden Vorbelastung bis zu 25 % der Jahresstunden als tolerabel. 5.3 Beurteilung der Immissionshäufigkeiten In der Abbildung 4 sind die im Umfeld des Vorhabens unter den dargestellten Annahmen prognostizierten Immissionshäufigkeiten in % der Jahresstunden Wahrnehmungshäufigkeit dargestellt. Diese Ergebnisse wurden nach den Vorgaben der GIRL - Geruchsimmissions-Richtlinie des Landes Niedersachsen vom in der Fassung der Länder-Arbeitsgemeinschaft- Immissionsschutz vom 29. Februar 2008 und der Ergänzung vom 10. September 2008 erarbeitet. Das Abgas des BHKW entspricht qualitativ dem von anderen Gasmotoren. Hinzu kommen die Gerüche aus der Silage- und Mistlagerung und aus der Feststoffannahme. Auf der Siloplatte wird Mais- und Grassilage gelagert. Die Silage zeichnet sich durch eine leicht milchsäuerliche Note, die in der Regel nicht als unangenehm wahrgenommen wird, aus. Die Gär- und Nachgärbehälter sind annähernd gasdicht und daher keine relevanten Geruchsquellen, so dass von hier erfahrungsgemäß keine Geruchsemissionen auftreten werden, die außerhalb des unmittelbaren Umfeldes der geplanten Biogasanlage wahrnehmbar wären. 15

17 Abb. 4: Darstellung der Isolinien der Geruchshäufigkeiten von 10 %, 15 %, 20 % und 25 % der Jahresstunden (Wahrnehmungshäufigkeit) in der Plansituation in Loxstedt, verursacht durch die Geruchsemissionen der Biogasanlage Schröder und dem Nachbarbetrieb Schröder bei einer Immissionskonzentration von 1 GE/m³ (AKS Bremen). M 1 : ~8.000 Das Umfeld des geplanten Vorhabens ist als nicht überplanter Außenbereich definiert. Durch die Realisierung der Biogasanlage kommt es an den Wohnhäusern im Umfeld zukünftig zu zusätzlichen Geruchsimmissionen. Unter den gegebenen Annahmen ist die geruchliche Belastung aus der geplanten Biogasanlage mit Berücksichtigung des Nachbarbetriebes Schröder im Bereich der nächsten Wohnhäuser geringer als der Grenzwert z.b. für Wohngebiete (siehe Abb. 4). An dem am dichtesten zur Biogasanlage gelegenen Wohnhaus Nr. 7 (nördlich) kommt es zu maximalen Wahrnehmungshäufigkeiten von 5,1 % der Jahresstunden. Lediglich im Bereich des Nachbarbetriebes T. Schröder werden Geruchshäufigkeiten von mehr als 15 % der Jahresstunden erreicht. Vergleichsrechnungen mit der alleinigen Betrachtung der geplanten Biogasanlage zeigen, dass der eigene Betrieb für den größten Anteil der Geruchshäufigkeiten verantwortlich ist. An den Aufpunkten 1 und 6 in Abb.4 werden unter den oben genannten Annahmen maximale Werte von 1,6 bzw. 2,0 % der Jahresstunden erreicht. 16

18 6 Zusammenfassende Beurteilung Im Umfeld des Vorhabens kommt es zukünftig zu Gerüchen aus der Biogasanlage Schröder und aus dem Nachbarbetrieb Schröder. Das weitere Umfeld des Vorhabens ist weiträumig ländlich. Durch die geplante Biogasanlage kommt es zu Geruchsemissionen. Diese Geruchsemissionen werden, weil nachwachsende Rohstoffe (Silage) aber auch Gülle eingesetzt werden, im regulären Betrieb quantitativ relativ gering und qualitativ sehr ähnlich den Gerüchen aus der Silagelagerung eines landwirtschaftlichen Betriebes sein. Unter den gegebenen Annahmen ist die geruchliche Belastung aus der geplanten Biogasanlage mit Berücksichtigung des nachbarlichen Betriebes im Bereich der nächsten Wohnhäuser geringer als der Grenzwert z.b. für Wohngebiete (siehe Abb. 4). An dem am dichtesten zur Biogasanlage gelegenen Wohnhaus kommt es zu maximalen Wahrnehmungshäufigkeiten von 5,1 % der Jahresstunden. Da die Betrachtung sich auf die zweite Ausbaustufe bezieht, sind die zu erwartenden Immissionen in der ersten Ausbaustufe (150 kw el an Anlage) deutlich geringer, als vorangehend dargestellt. Belästigungen und daraus folgende Beschwerden über die Geruchsimmissionen aus dem Vorhaben sind unter den gegebenen Annahmen nicht zu erwarten. Das Gutachten wurde nach bestem Wissen und Gewissen erstellt. Oederquart, den 27. Januar 2011 (Dr. sc. agr. Bernd von Essen) (Dipl.-Ing. agr. (FH) Kai Kühlcke-Schmoldt) 17

19 7 Verwendete Unterlagen Ausbreitungsklassenstatistik des Standortes Bremen ( ) vom Deutschen Wetterdienst in Hannover Auszüge aus der AK5 M 1 : über den kritischen Bereich in Loxstedt Geruchs-Immissions-Richtlinie des Landes Niedersachsen in der Fassung der Länder-Arbeitsgemeinschaft-Immissionsschutz vom mit der Ergänzung vom , Gem. RdErl. d. MU, d. MS, d. ML u. d. MW vom , / (Nds. MBl.) VORIS Hartmann, u.; Gärtner, A.; Hölscher, M.; Köllner, B. und Janicke, L.: Untersuchungen zum Verhalten von Abluftfahnen landwirtschaftlicher Anlagen in der Atmosphäre. Langfassung zum Jahresbericht 2003 des Landesumweltamtes Nordrhein-Westfalen, Heidenreich, Th.; S. Mau; U. Wanka; J. Jakob: Immissionsschutzrechtliche Reglung Rinderanlagen, Sächsisches Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft, Dresden im März 2008, Moczigemba, T. et al.. : Gerüche aus Abgasen bei Biogas-BHKW; Schriftenreihe des Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie; Heft 35/2008; 118 Seiten; Hrsg. Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie; Dresden 2008 OVG Lüneburg: Beschluss vom mit Hinweisen zur GIRL, A.Z.: 9 MA 68/02 und 2 B 117/01 OVG Lüneburg: Urteil vom mit Hinweisen zur GIRL, A.Z.: 1 LB 980/01 Schirz, St.: Handhabung der VDI-Richtlinien 3471 Schweine und 3472 Hühner, KTBL- Arbeitspapier 126, Darmstadt, 1989 Technische Anleitung der Luft (TA-Luft 2002). Carl-Heymanns-Verlag, Köln

20 8 Anhang :56:58 AUSTAL2000 gestartet Ausbreitungsmodell AUSTAL2000, Version WI-x Copyright (c) Umweltbundesamt, Berlin, Copyright (c) Ing.-Büro Janicke, Dunum, ===================================================== Modifiziert durch Petersen+Kade Software, ===================================================== Arbeitsverzeichnis: C:/DOKUME~1/OLDENB~1/LOKALE~1/Temp/tal2k3021/erg0004 Erstellungsdatum des Programms: :33:05 Das Programm läuft auf dem Rechner "RECHNER-06". ============================= Beginn der Eingabe ============================ > TI "Schröder, Heerstedt" > AS "bremen_1999x2008.aks" > HA 11.7 > Z0 0.1 > XA 0 > YA 0 > GX > GY > X0-597 > Y0-586 > NX 138 > NY 121 > DD 10 > NZ 0 > XQ > YQ > HQ > QQ > AQ > BQ > CQ > WQ > TQ > XP > YP > HP > ODOR_ > ODOR_ ============================== Ende der Eingabe ============================= Anzahl CPUs: 4 Die Höhe hq der Quelle 2 beträgt weniger als 10 m. Die Höhe hq der Quelle 3 beträgt weniger als 10 m. Die Höhe hq der Quelle 4 beträgt weniger als 10 m. Die Höhe hq der Quelle 6 beträgt weniger als 10 m. Die Höhe hq der Quelle 7 beträgt weniger als 10 m. Die Höhe hq der Quelle 8 beträgt weniger als 10 m. Die Höhe hq der Quelle 9 beträgt weniger als 10 m. 1: BREMEN 2: : KLUG/MANIER (TA-LUFT) 4: JAHR 5: ALLE FAELLE In Klasse 1: Summe=9431 In Klasse 2: Summe=15353 In Klasse 3: Summe=53577 In Klasse 4: Summe=13988 In Klasse 5: Summe=5202 In Klasse 6: Summe=2467 Statistik "bremen_1999x2008.aks" mit Summe= normalisiert ============================================================================= TMT: Auswertung der Ausbreitungsrechnung für "odor" 19

21 TMT: Datei "C:/DOKUME~1/OLDENB~1/LOKALE~1/Temp/tal2k3021/erg0004/odor-j00z" ausgeschrieben. TMT: Datei "C:/DOKUME~1/OLDENB~1/LOKALE~1/Temp/tal2k3021/erg0004/odor-j00s" ausgeschrieben. TMT: Auswertung der Ausbreitungsrechnung für "odor_050" TMT: Datei "C:/DOKUME~1/OLDENB~1/LOKALE~1/Temp/tal2k3021/erg0004/odor_050-j00z" ausgeschrieben. TMT: Datei "C:/DOKUME~1/OLDENB~1/LOKALE~1/Temp/tal2k3021/erg0004/odor_050-j00s" ausgeschrieben. TMT: Auswertung der Ausbreitungsrechnung für "odor_100" TMT: Datei "C:/DOKUME~1/OLDENB~1/LOKALE~1/Temp/tal2k3021/erg0004/odor_100-j00z" ausgeschrieben. TMT: Datei "C:/DOKUME~1/OLDENB~1/LOKALE~1/Temp/tal2k3021/erg0004/odor_100-j00s" ausgeschrieben. TMT: Dateien erstellt von TALWRK_ ============================================================================= Auswertung der Ergebnisse: ========================== DEP: Jahresmittel der Deposition J00: Jahresmittel der Konzentration/Geruchsstundenhäufigkeit Tnn: Höchstes Tagesmittel der Konzentration mit nn Überschreitungen Snn: Höchstes Stundenmittel der Konzentration mit nn Überschreitungen WARNUNG: Eine oder mehrere Quellen sind niedriger als 10 m. Die im folgenden ausgewiesenen Maximalwerte sind daher möglicherweise nicht relevant für eine Beurteilung! ============================================================================= Maximalwert der Geruchsstundenhäufigkeit bei z=1.5 m ===================================================== ODOR J00 : % (+/ ) bei x= 18 m, y= -41 m ( 62, 55) ODOR_050 J00 : % (+/ ) bei x= 188 m, y= 399 m ( 79, 99) ODOR_100 J00 : % (+/ ) bei x= 18 m, y= -41 m ( 62, 55) ODOR_MOD J00 : % (+/-? ) bei x= 18 m, y= -41 m ( 62, 55) ============================================================================= Auswertung für die Beurteilungspunkte: Zusatzbelastung ====================================================== PUNKT xp yp hp ODOR J % ODOR_050 J % ODOR_100 J % ODOR_MOD J % ============================================================================= :52:23 AUSTAL2000 beendet. 20